專利名稱：光纖型氣壓式高度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感技術領域，具體涉及一種光纖型氣壓式高度檢測裝置。
背景技術：
由于地球的引力作用，大氣的壓力隨著海拔高度的增加而減小，并有確定的函數關系。氣壓式高度測量就是通過測量飛行器所在位置的大氣壓力，通過換算間接得到飛行尚度。氣壓式高度計原理圖見圖1，一般在飛行器的前端有一細管即空速管，空速管的正前端開有總壓孔，在空速管的中部垂直于空速管側壁方向開有一圈靜壓孔，飛行器飛行中， 空速管側壁的靜壓孔因與氣流方向垂直，所以其壓力與氣流速度無關，因此是大氣的靜壓力。在圖1中的氣壓式高度計原理圖中，高度計的殼體108內是一密閉膜盒，密閉膜盒的外部、殼體108的內部與空速管的靜壓孔相通，當高度變化時，密閉膜盒受到的壓力也在變化，從而使密閉膜盒變形，通過檢測出該變形量就可以間接得到飛行器的高度，再通過可變電位器等電子元件轉化為電信號傳輸給飛行器上的控制中心做進一步的分析處理。常見的密閉膜盒有真空膜盒或內含一定量氣體的已知氣壓的膜盒，其工作原理相同。在氣象監測中大氣壓力也是主要測試參數之一，目前在自動氣象站中常用的振動筒或電容膜盒傳感器監測氣壓變化，以及采用硅擴散電橋或電阻應變片用于檢測氣壓傳感器膜盒形變的方法。可以發現，包括上述的飛行器使用的氣壓式高度計，現有的這些裝置中的敏感元件(即膜盒)的變形仍是以電子元件傳感的方式轉化為電信號再傳輸的，而這很容易受到電磁干擾影響，如雷暴天氣甚至是輻射較強的手機也會對其產生影響，這對飛行器的安全飛行以及大氣壓力的采集都是不利的，因此迫切需要一種新的氣壓計。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于光纖傳感技術的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其結構簡單、設計合理且加工制作方便，同時具有使用方式靈活，靈敏度高，使用效果好，成本低，實用價值高，適應性強，防電磁干擾、防塵等優點，具有廣闊的應用前景。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種光纖型氣壓式高度檢測裝置，包括殼體以及與殼體連接的空速管和設置在殼體內部的密閉膜盒，所述空速管中部設置有靜壓孔，且所述靜壓孔通過導管與殼體連接，所述密閉膜盒位于殼體左側，所述密閉膜盒左端與殼體內壁固定連接，其特征在于所述密閉膜盒右端固定連接光纖彎曲傳感單元，所述光纖彎曲傳感單元位于殼體內部，所述光纖彎曲傳感單元包括信號光纖、供信號光纖穿過的曲線形測試通道和與信號光纖對接且用于對光信號功率變化量進行同步測試的測試單元，所述測試單元位于殼體外部，所述測試單元還與用于處理測試單元測試數據的處理單元相接，所述處理單元還與顯示單元相接；所述曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續布設在曲線形支架內部相對兩側的多個變形齒一和多個變形齒二，所述曲線形支架左端與密閉膜盒固定連接，所述曲線形支架右端連接基板，所述基板位于殼體內部且與殼體內壁固定連接，所述變形齒一與變形齒二之間呈交錯對應布設，所述變形齒一與變形齒二的頭部之間形成曲線形通道，所述信號光纖穿設在所述曲線形通道中。上述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述曲線形支架與基板之間設置有輔助彈簧。上述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述信號光纖兩端中至少一端設置有光反射裝置，所述信號光纖另一端與ι χ 2光分路器的輸入端相接，所述1X 2光分路器的輸出端與測試單元相接。上述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述密閉膜盒通過固定桿固定連接在殼體內壁上。上述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述曲線形支架為曲線形殼體、 彈簧、鋸齒板或波紋管。上述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述信號光纖為外部包有多層保護層的光纖，所述信號光纖外還包覆有一層防水材料層。本實用新型與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、適用面廣，適應能力強，能有效抗電磁干擾，所得到的數據為數字化形式，飛行器的中央計算機很容易獲取該數據再進一步的處理和利用。3、測試精度高，動態范圍大，使用方便，可以應用于飛行器上，也可以應用于大氣壓力數據的采集。綜上所述，本實用新型結構簡單、設計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，實用價值高，同時具備防電磁干擾、防塵等諸多優點，具有廣闊的應用前景。下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細描述。
圖1為現有氣壓式高度計的結構示意圖。圖2為本實用新型實施例1的結構示意圖。圖3為實施例1中曲線形支架的內部結構示意圖。圖4為本實用新型實施例2的結構示意圖。圖5為本實用新型實施例3的結構示意圖。圖6為實施例3中曲線形支架的內部結構示意圖。圖7為本實用新型實施4的結構示意圖。圖8為實施例4中曲線形支架的內部結構示意圖。圖9為本實用新型實施5的結構示意圖。附圖標記說明1-延伸光纖；4-1-變形齒一； 4-2-變形齒二；5-測試單元；7-處理單元；8-顯示單元；19-曲線形支架； 20-輔助彈簧；22-基板；
4[0031]27-鋸齒板；45-1 X 2 光分路器；
46-光反射裝置； 101-空速管； 103-靜壓孔；104-密閉膜盒；
109-固定桿；110-移動點。
33-信號光纖；41-管壁;102-總壓孔；108-殼體；
具體實施方式
實施例1如圖2和3所示的一種光纖型氣壓式高度檢測裝置，包括殼體108以及與殼體108 連接的空速管101和設置在殼體108內部的密閉膜盒104，所述空速管101中部設置有靜壓孔103，且所述靜壓孔103通過導管與殼體108連接，使殼體108內的空氣壓力與靜壓孔 103處的空氣壓力相同，所述密閉膜盒104位于殼體108左側，所述密閉膜盒104左端與殼體108內壁固定連接，所述密閉膜盒104右端固定連接光纖彎曲傳感單元，所述光纖彎曲傳感單元位于殼體108內部，所述光纖彎曲傳感單元包括信號光纖33、供信號光纖33穿過的曲線形測試通道和與信號光纖33對接且用于對光信號功率變化量進行同步測試的測試單元5，所述測試單元5位于殼體108外部，所述測試單元5還與用于處理測試單元5測試數據的處理單元7相接，所述處理單元7還與顯示單元8相接；所述曲線形測試通道包括曲線形支架19以及連續布設在曲線形支架19內部相對兩側的多個變形齒一 4-1和多個變形齒二 4-2，所述曲線形支架19左端與密閉膜盒104固定連接，所述曲線形支架19右端連接基板22，所述基板22位于殼體108內部且與殼體108內壁固定連接，所述變形齒一 4_1與變形齒二 4-2之間呈交錯對應布設，所述變形齒一 4-1與變形齒二 4-2的頭部之間形成曲線形通道，所述信號光纖33穿設在所述曲線形通道中。本實施例中，所述曲線形支架19為曲線形殼體，密閉膜盒104通過固定桿109固定連接在殼體108內壁上，在基板22與密閉膜盒104的移動點110之間是曲線形殼體19。 當殼體108內的氣壓變化時，密閉膜盒104變形并使其上的移動點110移動，并使曲線形殼體19的整體長度變化，如壓縮或伸長，從而使布設于曲線形殼體19內的變形齒一 4-1與變形齒二 4-2之間的距離改變，導致夾持于變形齒一 4-1與變形齒二 4-2之間的信號光纖33 彎曲曲率變化，信號光纖33彎曲曲率變化使傳輸于信號光纖33內的光信號的功率變化，通過延伸光纖1連接的測試單元5測得該變化信號并傳遞給處理單元7，處理單元7經計算得到曲線形殼體19的彎曲狀態，并推算氣壓大小，并進一步可推算出飛行器的高度然后顯示在顯示單元8上。該高度檢測裝置若是用于氣象監測，則殼體108內僅需得到大氣的氣壓即可，則不需空速管101就可以了。所述信號光纖33為外部包有多層保護層的光纖，如緊套光纖、碳涂覆光纖、聚酰亞胺涂覆光纖等，也可以是塑料光纖、多芯光纖、細徑光纖或光子晶體光纖，或是多根信號光纖33并排夾持在變形齒一 4-1與變形齒二 4-2之間，或是多根信號光纖33通過樹脂合并為信號光纖束或信號光纖帶。所述信號光纖33外還包覆有一層防水材料層，如防水油膏， 可進一步防止水分子對信號光纖33的侵蝕，延長了信號光纖33的使用壽命。實施例2如圖4所示，本實施例與實施例1不同的是信號光纖33 —端設置有光反射裝置46，光反射裝置46固定在殼體108內壁上，信號光纖33另一端與1X2光分路器45的輸入端相接，1 X 2光分路器45的輸出端與測試單元5相接，這樣可以使在信號光纖33中傳輸的光信號兩次通過使光纖彎曲的曲線形殼體19，從而進一步提高傳感精度，曲線形支架19與基板22之間設置有輔助彈簧20。當信號光纖33的兩端均安置有光反射裝置時，測試單元 5可通過確定兩個光反射裝置的反射光信號的強度之差，就可以確定信號光纖33的損耗， 該方法可以避免光源、光功率計和光纖鏈路的變化所引入的誤差，進一步提高測試精度。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖5和6所示，本實施例與實施例1不同的是曲線形支架19為彈簧，變形齒一 4-1與變形齒二 4-2對應布設在彈簧中相鄰兩圈彈簧絲之間，且變形齒一 4-1和變形齒二 4-2相互交錯布設。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。實施例4如圖7和8所示，本實施例與實施例1不同的是曲線形支架為波紋管，變形齒一 4-1與變形齒二 4-2對應布設在波紋管的管壁41上內凹處的相對兩個側面上，且變形齒一 4-1與變形齒二 4-2相互交錯布設。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。實施例5如圖9所示，本實施例與實施例1不同的是曲線形支架19鋸齒板，且鋸齒板27 由兩塊鋸齒板相扣而成，兩塊鋸齒板27的相對面上布設有相互交錯對應的變形齒一 4-1與變形齒二 4-2。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種光纖型氣壓式高度檢測裝置，包括殼體(108)以及與殼體(108)連接的空速管(101)和設置在殼體(108)內部的密閉膜盒(104)，所述空速管(101)中部設置有靜壓孔(103)，且所述靜壓孔(10 通過導管與殼體(10 連接，所述密閉膜盒(104)位于殼體 (108)左側，所述密閉膜盒(104)左端與殼體(108)內壁固定連接，其特征在于所述密閉膜盒(104)右端固定連接光纖彎曲傳感單元，所述光纖彎曲傳感單元位于殼體(108)內部， 所述光纖彎曲傳感單元包括信號光纖(33)、供信號光纖(3 穿過的曲線形測試通道和與信號光纖(3 對接且用于對光信號功率變化量進行同步測試的測試單元(5)，所述測試單元(5)位于殼體(108)外部，所述測試單元(5)還與用于處理測試單元(5)測試數據的處理單元(7)相接，所述處理單元(7)還與顯示單元(8)相接；所述曲線形測試通道包括曲線形支架(19)以及連續布設在曲線形支架(19)內部相對兩側的多個變形齒一(4-1)和多個變形齒二 G-2)，所述曲線形支架(19)左端與密閉膜盒(104)固定連接，所述曲線形支架 (19)右端連接基板(22)，所述基板0 位于殼體(108)內部且與殼體(108)內壁固定連接，所述變形齒一(4-1)與變形齒二(4- 之間呈交錯對應布設，所述變形齒一(4-1)與變形齒二 G-2)的頭部之間形成曲線形通道，所述信號光纖(3 穿設在所述曲線形通道中。
2.按照權利要求1所述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述曲線形支架 (19)與基板(22)之間設置有輔助彈簧(20)。
3.按照權利要求1所述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述信號光纖 (33)兩端中至少一端設置有光反射裝置(46)，所述信號光纖(3 另一端與1X2光分路器 (45)的輸入端相接，所述1X2光分路器05)的輸出端與測試單元(5)相接。
4.按照權利要求1所述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述密閉膜盒 (104)通過固定桿(109)固定連接在殼體(108)內壁上。
5.按照權利要求1所述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述曲線形支架 (19)為曲線形殼體、彈簧、鋸齒板或波紋管。
6.按照權利要求1所述的光纖型氣壓式高度檢測裝置，其特征在于所述信號光纖 (33)為外部包有多層保護層的光纖，所述信號光纖(3 外還包覆有一層防水材料層。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖型氣壓式高度檢測裝置，包括殼體、空速管和密閉膜盒，閉膜盒右端固定連接光纖彎曲傳感單元，光纖彎曲傳感單元位于殼體內部，光纖彎曲傳感單元包括信號光纖、供信號光纖穿過的曲線形測試通道和與信號光纖對接且用于對光信號功率變化量進行同步測試的測試單元，測試單元還與處理單元相接，處理單元還與顯示單元相接；曲線形測試通道包括曲線形支架以及連續布設在曲線形支架內部相對兩側的多個變形齒一和多個變形齒二，曲線形支架右端連接基板，變形齒一與變形齒二之間呈交錯對應布設，信號光纖穿設在變形齒一與變形齒二之間。本實用新型具有以下特點結構設計合理，靈敏度高，適應性強，防電磁干擾、防塵等優點。
文檔編號G01L11/02GK201955081SQ20102064848
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司